WO2011004711A1 - 光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法および光半導体装置 - Google Patents

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optical semiconductor
lead frame
semiconductor device
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良聡 小林
和宏 小関
伸 菊池
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Definitions

  • the present invention relates to an optical semiconductor device lead frame, a manufacturing method thereof, and an optical semiconductor device.
  • Lead frames for optical semiconductor devices are widely used as constituent members of various display / illumination light sources that use optical semiconductor elements (light emitting elements) such as LED (Light Emitting Diode) elements as light sources.
  • a lead frame is arranged as a substrate, and after the light emitting element is mounted on the lead frame, in order to prevent deterioration of the light emitting element and its peripheral part due to external factors such as heat, moisture, and oxidation, The light emitting element and its periphery are sealed with resin.
  • the reflective material of the lead frame is required to have a high reflectance (for example, a reflectance of 80% or more) in the entire visible light wavelength region (400 to 800 nm).
  • a high reflectance for example, a reflectance of 80% or more
  • the light reflectance does not decrease. There is an even greater demand. Therefore, in the optical semiconductor device used as the illumination light source, the long-term stabilization of the reflection characteristics and the reflectance of the reflector is an extremely important factor that affects the product performance.
  • a layer (film) made of silver or a silver alloy is formed on the lead frame disposed immediately below the LED element for the purpose of improving light reflectance (hereinafter referred to as reflectance).
  • reflectance There are many things that have been done.
  • a silver plating layer is formed on the reflective surface (Patent Document 1), and after the formation of the silver or silver alloy film, a heat treatment is performed at 200 ° C. or more for 30 seconds or more, and the crystal grain size of the film is 0.5 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • Patent Document 2 and the like are known.
  • a method of improving the stability of the lead frame by coating with various precious metals other than silver without having a layer made of silver or a silver alloy has been considered.
  • a method has been proposed in which a palladium layer is formed on a nickel underlayer by 0.005 to 0.15 ⁇ m and a rhodium layer is formed as a top layer by 0.003 to 0.05 ⁇ m to improve the reflectance (Patent Document). 3).
  • the lead frame formed by the technique described in Patent Document 3 has a lower reflectance than a lead frame coated with a film made of silver or a silver alloy, and the entire visible light region (400 to 400) is used as an illumination light source. It is difficult to reach the required reflectance of 80% or higher at 800 nm). In particular, since the rhodium layer has a wavelength region in which the reflectance is reduced by 20% or more than the silver layer, the required characteristics of the reflectance cannot be satisfied in the blue-based and white-based optical semiconductor devices.
  • the present invention provides an optical semiconductor device that has good reflection characteristics in the entire visible light region (400 to 800 nm), good adhesion to a sealing resin, and does not cause a decrease in luminance over a long period of time. It is an object to provide a lead frame, a manufacturing method thereof, and an optical semiconductor device using the lead frame.
  • the present inventors have a metal oxide layer of a metal other than silver on the surface of a layer made of silver or a silver alloy, and the metal oxide layer is colorless.
  • the metal oxide layer is suitably formed to have a thickness of 0.001 to 0.2 ⁇ m as being transparent or silver white, the reflection characteristics are good in the entire visible light region (400 to 800 nm).
  • the adhesion with the sealing resin is good, migration is less likely to occur, and furthermore, since silver sulfidation and photocatalytic action do not occur, it is possible to obtain a lead frame for a semiconductor device having excellent reflection characteristics for a long period of time.
  • the present invention has been made based on the finding and this finding.
  • An optical semiconductor device lead frame in which a layer made of silver or a silver alloy is formed on a conductive substrate, wherein a metal oxide layer of a metal other than silver is formed on the outer layer of the layer made of silver or a silver alloy.
  • a lead frame for an optical semiconductor device wherein the metal oxide layer is colorless and transparent or silver-white and has a thickness of 0.001 ⁇ m to 0.2 ⁇ m.
  • the metal oxide layer is made of an oxide containing one or more elements selected from the group consisting of tin, indium, and antimony, according to (1) or (2), Lead frame for optical semiconductor devices.
  • the layer made of a silver alloy contains one or more elements selected from the group consisting of tin, indium and antimony in a total amount of 20% by mass or less.
  • the layer made of the silver alloy is selected from the group consisting of one or more elements selected from the group consisting of tin, indium, and antimony, and a total of 20% by mass or less, and the group consisting of tin, indium, and antimony.
  • Lead frame for equipment (6)
  • the conductive substrate is made of a metal or an alloy selected from the group consisting of copper, a copper alloy, aluminum or an aluminum alloy, according to any one of (1) to (5), Lead frame for optical semiconductor devices.
  • An intermediate layer made of a metal or alloy selected from the group consisting of nickel, nickel alloy, cobalt, cobalt alloy, copper, and copper alloy between the conductive substrate and the layer made of silver or silver alloy
  • the lead frame for optical semiconductor devices according to any one of (1) to (6), wherein at least one layer is formed.
  • a method of manufacturing the lead frame for an optical semiconductor device Forming a layer made of silver or a silver alloy on a conductive substrate; Forming a metal layer made of a metal other than silver on the outer surface of the layer made of silver or a silver alloy; By performing heat treatment in an atmosphere having an oxygen concentration of 1000 ppm or more at a temperature of 100 ° C. or more and below the melting point of the metal other than silver, a metal oxide layer made of an oxide of a metal other than silver is formed on the surface layer.
  • a method for manufacturing a lead frame for an optical semiconductor device Forming a layer made of silver or a silver alloy on a conductive substrate; Forming a metal layer made of a metal other than silver on the outer surface of the layer made of silver or a silver alloy; By performing heat treatment in an atmosphere having an oxygen concentration of 1000 ppm or more at a temperature of 100 ° C. or more and below the melting point of the metal other than silver, a metal oxide layer made of an oxide of a metal other than silver is formed on the
  • the metal oxide layer is formed, and a residual metal component which is a metal of the metal layer and is not oxidized is diffused into the layer made of silver or a silver alloy to form the residual metal.
  • the silver alloy layer comprising the remaining metal and silver contains one or more elements selected from the group consisting of tin, indium and antimony in a total amount of 20% by mass or less.
  • the silver alloy layer comprising the residual metal and silver contains one or more elements selected from the group consisting of tin, indium, and antimony in a total amount of 20% by mass or less, tin, indium Any one of (8) to (10), characterized in that it comprises two layers including a layer containing one or more elements selected from the group of antimony in a total amount of less than 20% by mass
  • a silver alloy layer comprising the remaining metal and silver is formed by reflowing silver plating and plating of one or more elements selected from the group consisting of tin, indium and antimony.
  • An optical semiconductor device comprising the lead frame for an optical semiconductor device according to any one of (1) to (7) and an optical semiconductor element, wherein at least the lead frame for the optical semiconductor device An optical semiconductor device, wherein the metal oxide layer is provided at a place where an optical semiconductor element is mounted.
  • the lead frame of the present invention since a metal oxide layer that is colorless and transparent or silver white is formed as the outermost layer, it is possible to prevent sulfidation or oxidation of the inner layer made of silver or a silver alloy. A decrease can be prevented. Further, since the silver layer is not formed on the outermost surface (that is, silver is exposed), the photocatalytic action does not appear. Therefore, it is possible to form an optical semiconductor device that exhibits corrosion resistance and a non-decomposing effect even with respect to a gas that has passed through the resin after resin sealing, and has good reflection characteristics over the long term.
  • the outermost metal oxide layer is colorless and transparent or silver-white, and the thickness is controlled to be 0.001 to 0.2 ⁇ m so that the metal oxide layer is thin. There is almost no decrease in reflectance due to, and a reflection characteristic equivalent to that of conventional silver or a silver alloy can be obtained.
  • the method for producing a lead frame of the present invention includes a step of forming a layer made of silver or a silver alloy on a conductive substrate, and a metal layer made of a metal other than silver on the surface of the layer made of silver or a silver alloy. And a metal oxide composed of an oxide of a metal other than silver on the surface layer by performing a heat treatment in an atmosphere having an oxygen concentration of 1000 ppm or higher at a temperature not lower than 100 ° C. and not higher than the melting point of the metal other than silver.
  • the metal of the metal layer which is a metal of the metal layer that remains without being oxidized, is diffused into the layer made of silver or a silver alloy to form a solid solution of the residual metal and silver.
  • a step of forming a silver alloy layer can be included, and the lattice strain is gradually relaxed to improve the adhesion.
  • the metal layer for forming the metal oxide layer is preferably formed by a plating method (including a wet plating method and a dry plating method such as a vapor deposition method), thereby forming a thin and dense oxide film. It can be formed easily.
  • the metal oxide layer is provided at least on the portion where the optical semiconductor element is mounted on the lead frame for the optical semiconductor device, the reflectance characteristic can be obtained effectively at low cost. Can do.
  • the layer which consists of silver or a silver alloy may be exposed to the surface.
  • the metal oxide layer may be partially formed on silver or a layer made of silver, and may be formed by partial plating such as stripe plating or spot plating. Manufacturing a partially formed lead frame can reduce the amount of metal used in unnecessary portions, so that an optical semiconductor device that is environmentally friendly and low in cost can be obtained.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a lead frame for an optical semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an optical semiconductor device lead frame according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an optical semiconductor device lead frame according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an optical semiconductor device lead frame according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an optical semiconductor device lead frame according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an optical semiconductor device lead frame according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an optical semiconductor device lead frame according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a lead frame for an optical semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a state in which the optical semiconductor element 4 is mounted on the lead frame (the same applies to the following drawings).
  • a layer 2 made of silver or a silver alloy is formed on a conductive substrate 1, and a metal oxide layer 3 made of a metal oxide is formed as the outermost layer.
  • the optical semiconductor element 4 is mounted on a part of the surface of the metal oxide layer 3.
  • 7 indicates a bonding wire.
  • the lead frame of the present invention is an optical semiconductor device that has good reflection characteristics, good adhesion to the sealing resin, and excellent corrosion resistance and long-term reliability that does not cause a decrease in luminance over the long term. Lead frame for use.
  • copper, a copper alloy, aluminum, an aluminum alloy, iron, or an iron alloy can be used as the conductive substrate 1, and preferably a metal selected from the group of copper, copper alloy, aluminum, and aluminum alloy or It is an alloy.
  • a metal selected from the group of copper, copper alloy, aluminum, and aluminum alloy or It is an alloy By making the conductive substrate 1 copper or copper alloy, aluminum or aluminum alloy, it becomes easy to form the silver or silver alloy layer 2 or the metal oxide layer 3 thereon, and the lead frame can contribute to cost reduction. Can be provided.
  • the lead frame having the conductive substrate 1 made of a metal or alloy selected from the group of copper, copper alloy, aluminum, and aluminum alloy has a thermal conductivity that is a characteristic related to good conductivity. Excellent heat dissipation characteristics. This is because heat (heat energy) generated when the optical semiconductor element emits light can be smoothly discharged to the outside through the lead frame. As a result, the lifetime of the light-emitting element and the stabilization of the reflectance characteristics over a long period are expected.
  • “good reflection characteristics” means that the reflectance is 80% or more in the entire visible light region having a wavelength of 400 nm or more and 800 nm or less.
  • the thickness of the layer 2 made of silver or silver alloy is preferably 0.2 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less, and more preferably 0.5 ⁇ m or more and 3.0 ⁇ m or less. This thickness can be realized by adjusting the coating thickness of the layer 2 made of silver or a silver alloy, and can be manufactured at low cost without using a precious metal more than necessary. Here, if the thickness of the layer 2 made of silver or a silver alloy is too thin, the contribution to the reflectance is not sufficient. On the other hand, if the thickness is too large, the effect is saturated and the cost is increased.
  • silver alloy used for the layer 2 made of silver or silver alloy examples include silver-tin alloy, silver-indium alloy, silver-rhodium alloy, silver-ruthenium alloy, silver-gold alloy, silver-palladium alloy, silver- Examples include nickel alloy, silver-selenium alloy, silver-antimony alloy, silver-copper alloy, silver-zinc alloy, silver-bismuth alloy, silver-tin alloy, silver-indium alloy, silver-rhodium alloy, silver-ruthenium It is preferably selected from the group consisting of alloys, silver-gold alloys, silver-palladium alloys, silver-nickel alloys, silver-selenium alloys, silver-antimony alloys and silver-copper alloys.
  • These alloys are relatively easy to form, and although slightly inferior to pure silver, they can ensure a reflectivity of 80% or more in the visible light range, so they have good reflection characteristics for light in a wide wavelength range. Can be obtained.
  • the silver content rate in a silver alloy is 80 mass% or more. This is because if the silver content is too low, the reflectance in the visible light region is lowered.
  • the metal oxide layer 3 preferably contains an oxide of at least one element of tin, indium, and antimony.
  • the metal oxide layer preferably contains at least one metal or metalloid element selected from the group consisting of tin, indium and antimony in an amount of 20% by mass or less, more preferably 1 to 10% by mass based on the mass of the layer. Inclusive in%.
  • the metal oxide layer 3 that is colorless and transparent or silver-white, sulfidation and oxidation of the layer 2 made of silver or a silver alloy can be prevented, so that a decrease in reflectance can be prevented. Further, since the silver layer is not formed on the outermost surface, no photocatalytic action is exhibited. For this reason, it is possible to form an optical semiconductor that exhibits corrosion resistance and non-decomposition effect even with respect to the permeated gas after resin sealing and has good reflection characteristics over the long term.
  • these tin, indium and antimony are simply referred to as a metal. In terms of classification, antimony is sometimes referred to as a semi-metal, but this may also be referred to simply as a metal.
  • the bond with the sealing resin becomes stronger, and the resin adhesion is remarkably improved as compared with the case where the outermost layer is silver or a silver alloy.
  • a layer made of silver or a silver alloy is not exposed, and therefore silver is eluted due to the influence of humidity or the like to cause migration, thereby reducing the possibility of causing a short-circuit accident in the formed circuit.
  • the metal oxide layer formed in the outermost layer is colorless and transparent or silver white, and the thickness is controlled to be 0.001 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less, so that the reflectance depending on the color tone and thickness is controlled. The reflection characteristics equivalent to those of conventional silver or silver alloy can be obtained.
  • the lead frame of the present invention when used for an optical semiconductor element, for example, an LED element, the luminance of the optical semiconductor device is reduced even if the optical semiconductor device emits light (lights) continuously for a long period of 10,000 hours or more. Can be suppressed to about several percent.
  • a metal layer made of a metal other than silver for forming an oxide is formed, and then at 100 ° C. or higher. And by performing a heat treatment in an atmosphere having an oxygen concentration of 1000 ppm or more at a temperature below the melting point of the metal, the metal in the metal layer is oxidized to form a metal oxide layer on the surface layer. Is produced by completely or partially diffusing the remaining metal component from the metal layer into the silver or silver alloy layer to form a silver alloy layer made of a solid solution of the remaining metal and silver.
  • the metal layer itself disappears and does not remain, so that the metal oxide layer 3 is formed and, if necessary, a silver alloy layer made of the remaining metal and silver is formed together.
  • the silver alloy layer composed of the residual metal and silver the buffer layer 5 described below is formed of one layer, or the buffer layer 5 and the residual layer 5A are formed of two layers. There is also.
  • the layer 2 made of silver or a silver alloy is preferably formed by a plating method.
  • the optical semiconductor element 4 any optical semiconductor element such as an LED element can be used.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a lead frame for an optical semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
  • the lead frame of the embodiment shown in FIG. 1 includes a layer 2 made of silver or a silver alloy and a metal oxide layer.
  • a layer 5 made of a silver alloy in which a part of the metal component of the metal layer remains in a layer shape and the remaining metal is dissolved in the surface layer portion of the silver or silver alloy layer is formed.
  • This layer 5 is a buffer layer (hereinafter referred to as buffer layer 5) of the layer 2 made of silver or silver alloy and the metal oxide layer 3, and is near the interface between the silver or silver alloy layer and the metal oxide layer.
  • a solid solution having a concentration gradient such that the metal component decreases toward the silver or silver alloy layer (silver formed from silver and the metal forming the metal layer-silver that is a solid solution of the metal) (Alloy) is formed in a layered manner, and thereby the lattice strain is gradually relaxed and the adhesion is improved.
  • symbol which is not mentioned especially represents the same meaning as the above-mentioned code
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a lead frame for an optical semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
  • the lead frame of the embodiment shown in FIG. 1 has a conductive substrate 1 and a layer 2 made of silver or a silver alloy.
  • the intermediate layer 6 is formed between the two.
  • the intermediate layer 6 is preferably made of a metal or alloy selected from the group consisting of nickel, nickel alloy, cobalt, cobalt alloy, copper, and copper alloy.
  • the conductive layer 1 becomes conductive due to heat generated by the optical semiconductor element. It is possible to prevent deterioration of reflectance characteristics due to diffusion of the material constituting the substrate into a layer made of silver or a silver alloy, and to obtain highly reliable reflectance characteristics over a long period of time.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a lead frame for an optical semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the metal oxide layer 3, the buffer layer 5, silver or silver are only on the portion where the optical semiconductor element 4 is mounted. A state in which the layer 2 made of an alloy is formed is shown.
  • the metal oxide layer 3, the buffer layer 5, and the layer 2 made of silver or a silver alloy can be formed only in the portion that becomes a problem when blackened.
  • the intermediate layer 6 is formed on the entire surface of the conductive substrate 1. However, if the intermediate layer 6 is interposed between the conductive substrate 1 and the layer 2 made of silver or silver alloy, the intermediate layer 6 is partially formed. It may be.
  • the partial formation means that the intermediate layer 6 is formed on the conductive substrate 1 only under and near the optical semiconductor element 4.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an optical semiconductor device lead frame according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the buffer layer 5 and the metal oxide layer 3 are provided in the lead frame of the second embodiment having the buffer layer 5.
  • a layer 5A (hereinafter referred to as this layer 5A, which is a layer of a silver alloy in which the residual metal is dissolved in silver or a silver alloy and has a silver content higher than that of the buffer layer).
  • a residual layer 5A is a layer of a silver alloy in which the residual metal is dissolved in silver or a silver alloy and has a silver content higher than that of the buffer layer.
  • the order of each layer when both the remaining layer and the buffer layer are formed is “conductive substrate 1—intermediate layer 6—silver or silver alloy layer 2—buffer layer”.
  • the optical semiconductor element 4 is mounted on the metal oxide layer 3. That is, when formed, the remaining layer 5A exists outside the buffer layer 5 (as an upper layer).
  • a metal also referred to as a residual metal
  • this residual metal diffuses into the silver or silver alloy layer, and this A layer in which the remaining metal is solid-solved in silver of a layer made of silver or a silver alloy may be formed.
  • the concentration gradient of the metal other than the silver decreases from the outermost metal oxide layer side to the inner silver or silver alloy layer side. ing.
  • the silver alloy layer is formed as only one buffer layer, or is formed as two layers of a buffer layer and a remaining layer.
  • the buffer layer and the remaining layer are distinguished by the silver content, a layer of 80% by mass or more of silver is called a buffer layer, and a layer of less than 80% by mass of silver is called a remaining layer.
  • the content of metals such as indium and tin gradually decreases with a concentration gradient from the outermost layer side (metal oxide layer 3 side). Therefore, metals such as indium and tin are concentrated (exist at a higher concentration) near the outermost layer, that is, the silver concentration is smaller.
  • the remaining layer 5 refers to a region where the metal concentration of indium or tin exceeds 20% by mass, that is, the silver concentration is less than 80% by mass
  • the buffer layer refers to a metal such as indium or tin.
  • the buffer layer 5 and the silver alloy layer 2 may be the same layer or different layers. The buffer layer 5 and the silver alloy layer 2 are the same layer when the composition of the original silver alloy layer (2) is the same as that of the buffer layer (5).
  • a silver alloy layer for example, Ag— In layer
  • this silver content is 80% by weight or more, this is a buffer layer.
  • the case where the buffer layer 5 and the silver alloy layer 2 are separate layers includes a case where the metal forming the solid solution in the buffer layer 5 and the metal in the silver alloy layer 2 are different metals.
  • the case where the buffer layer is equal to the original silver alloy layer, that is, the case where the original silver alloy layer becomes the buffer layer as it is will be described in detail.
  • the “silver alloy layer” after heating shown in the table and The “buffer layer” is the same. That is, when the silver alloy layer is disposed by reflowing in the example, enter a numerical value in the column of “silver alloy layer” after heating, and “ ⁇ ” in the buffer layer column means “same on the left”. Filled in.
  • indium and the like after reflowing the silver alloy layer, indium and the like are coated very thinly and further subjected to heat treatment at a low temperature, so that intense diffusion does not occur and the coated indium or the like becomes an oxide film as it is. ing.
  • the remaining metal (Sn, In, Sb) is made of a silver alloy that forms a solid solution with silver, the remaining metal does not remain as a single layer, and the remaining metal is oxidized. Therefore, it contains no oxygen and no other elements other than the remaining metal and silver.
  • FIG. 6 is a schematic sectional view of a lead frame for an optical semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention, in which a concave portion is provided in the conductive substrate 1 and the optical semiconductor element 4 is mounted inside the concave portion.
  • the lead frame for an optical semiconductor device of the present invention can be applied to a lead frame shape in which a concavity is provided to improve the light collecting property.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a lead frame for an optical semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention, in which a concave portion is provided in the conductive substrate 1, and the optical semiconductor element 4 is mounted inside the concave portion.
  • the metal oxide layer 3 and the buffer layer 5 are formed only in the recesses. Even in the lead frame having the recess, the metal oxide layer 3 and the buffer layer 5 are provided only in the portion that contributes to the reflection of the light emitted from the optical semiconductor element, thereby appropriately improving the corrosion resistance of only the reflection portion. You can also.
  • the lead frame of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 and FIGS. 5 to 7 may be partially formed in the same manner as the lead frame of the embodiment shown in FIG. (2)
  • the lead frame of the embodiment shown in FIG. 3 may have the buffer layer 5.
  • the lead frame of the embodiment shown in FIGS. 4 to 7 may not have the buffer layer 5.
  • the remaining layer 5A is interposed between the buffer layer 5 and the metal oxide layer 3. You may have.
  • the silver or silver alloy layer 2 may be all the buffer layer 5.
  • a silver layer 2 in the lower layer and a metal layer other than silver are separately provided on the upper layer by plating, and these two layers are subjected to heat treatment for oxidation.
  • a metal layer other than silver for example, an In layer
  • the lead frame of the present invention from a metal layer made of a metal other than silver, Only “metal oxide layer 3” is formed, There are three cases in which “metal oxide layer 3” and “buffer layer 5” are formed, or “metal oxide layer 3”, “buffer layer 5” and “residual layer 5A” are formed. In each of these, the obtained lead frame does not have the silver or silver alloy layer (2), but may be replaced by the buffer layer (5). In addition, each layer including the metal oxide layer 3 may be partially formed as typically shown in FIG.
  • the layer 2 and the intermediate layer 6 made of silver or a silver alloy are preferably formed by a plating method.
  • the metal layer for forming the metal oxide layer 3 is preferably formed by a plating method (a wet plating method or a dry plating method such as a vapor deposition method).
  • the lead frame of each embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 7 has a metal oxide layer that is colorless and transparent or silver white as the outermost layer, and is formed with a coating thickness of 0.001 to 0.2 ⁇ m. Therefore, sulfidation and oxidation of a layer made of silver or a silver alloy can be prevented, so that a decrease in reflectance can be prevented. Moreover, since silver is not exposed on the outermost surface, no photocatalytic action appears. For this reason, it is possible to form an optical semiconductor that exhibits corrosion resistance and a non-decomposing effect even with respect to a gas that has passed through the resin after sealing the resin, and has good reflection characteristics over the long term.
  • the adhesion with the sealing resin is improved as compared with silver or a silver alloy.
  • a layer made of silver or a silver alloy is not exposed, and therefore silver is eluted due to the influence of humidity or the like to cause migration, thereby reducing the possibility of causing a short-circuit accident in the formed circuit.
  • the metal oxide layer 3 formed in the outermost layer is colorless and transparent or silver white, and the thickness is controlled to be 0.001 to 0.2 ⁇ m, so that the reflectance according to the color tone and thickness is controlled.
  • the reflection characteristics equivalent to those of conventional silver or silver alloy can be obtained. Due to these effects, when the lead frame of the present invention is used for an optical semiconductor element, for example, an LED element, even if the optical semiconductor device emits light (lights up) for a long period of 10,000 hours or more, the brightness of the optical semiconductor device is reduced. It can be suppressed to several percent.
  • the lead frame of the present invention has good reflectivity characteristics and can easily form a film on the surface thereof by making the conductive substrate 1 copper, copper alloy, aluminum, or aluminum alloy. Furthermore, the lead frame of the present invention has excellent heat dissipation characteristics, and heat (heat energy) generated when the light emitting element emits light can be smoothly discharged to the outside through the lead frame. As a result, the lifetime of the light emitting element is expected to be further stabilized and the reflectance characteristics over a long period of time.
  • a metal selected from the group consisting of nickel, nickel alloy, cobalt, cobalt alloy, copper, and copper alloy between the conductive substrate and the layer made of silver or silver alloy, or
  • the reflectance characteristics deteriorate due to the diffusion of the material constituting the conductive substrate into the layer made of silver or a silver alloy by heat generated when the light emitting element emits light.
  • the reflectance characteristics are more reliable over a long period of time, and the adhesion between the conductive substrate and the layer made of silver or a silver alloy is further improved.
  • the thickness of the intermediate layer is determined in consideration of pressability, cost, productivity, heat resistance, and the like.
  • the total thickness of the intermediate layer is preferably 0.2 to 2.0 ⁇ m, more preferably 0.5 to 1.0 ⁇ m.
  • the intermediate layer may be formed of a plurality of layers, it is usually preferable to have two or less layers in consideration of productivity.
  • each layer is formed from the same material as each other if the respective layers are formed from the metal or alloy (interlayer constituent material) and the total layer thickness is within the above range. May be formed from different materials, and their thicknesses may be the same or different.
  • the lead frame of the present invention can ensure long-term reliability by setting the thickness of the layer made of silver or silver alloy to 0.2 ⁇ m or more, and the thickness of the layer 2 made of silver or silver alloy can be reduced.
  • the thickness of the layer 2 made of silver or silver alloy is saturated at 5.0 ⁇ m.
  • the thickness of the layer 2 made of silver or a silver alloy is preferably 0.2 ⁇ m to 5.0 ⁇ m, more preferably 0.5 to 3.0 ⁇ m. Further, since at least one layer of silver or a silver alloy may be formed, a plurality of layers may be used.
  • each layer is formed from silver or the silver alloy, and the total layer thickness is within the above range.
  • the thickness may be the same as or different from each other.
  • the metal oxide layer 3 formed in the outermost layer is preferably made of a metal oxide containing at least one element of tin, indium, and antimony, thereby reducing the reflectance.
  • a colorless transparent or silver-white metal oxide layer that is difficult to form can be formed, and corrosion resistance and productivity can be improved.
  • the thickness of the outermost layer is 0.001 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less, long-term reliability can be ensured without reducing the light reflectance. This is because if the metal oxide layer is too thin, the corrosion resistance becomes insufficient, and if the metal oxide layer is too thick, the reflectance in the visible light region may be greatly reduced. It is.
  • the coating thickness of the metal oxide layer is preferably in the range of 0.005 to 0.05 ⁇ m.
  • a metal oxide layer of 0.001 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less on the surface layer of the lead frame, first, the silver or metal alloy layer disposed on the conductive substrate or the silver or On the intermediate layer disposed on the metal alloy layer, a metal layer is formed within a range of 0.001 to 0.3 ⁇ m, and then the metal of the metal layer is oxidized to obtain a desired metal oxide. Good.
  • a metal is coated directly on the silver film and heat treatment is performed, a residual metal component that is excessive to form an oxide film may be formed (not oxidized). In this case, when the sum of the thickness of the metal oxide layer (oxide film) and the thickness of the remaining metal layer exceeds 0.2 ⁇ m, the reflection characteristics may deteriorate.
  • the maximum coating thickness is within the range of 1 to 20 times the thickness of the oxide film to be formed. It is important to form the metal layer in a range not exceeding 0.3 ⁇ m.
  • the metal layer coating thickness is preferably in the range of 0.001 to 0.3 ⁇ m, more preferably 0.005 to 0.1 ⁇ m.
  • a method of manufacturing a lead frame according to an embodiment of the present invention includes a step of forming a layer made of silver or a silver alloy on a conductive substrate, and a metal made of a metal other than silver on the surface of the layer made of silver or a silver alloy. Forming a metal oxide layer on the surface layer by applying heat treatment in an atmosphere having an oxygen concentration of 1000 ppm or more at a temperature of 100 ° C. or higher and a melting point of a metal other than silver, A step of diffusing the residual metal into the layer made of silver or a silver alloy when there is a residual metal content of the metal layer remaining without being subjected to oxidation by heat treatment.
  • the oxygen concentration in the atmosphere is preferably 1000 ppm or more in order to form the metal oxide layer, and the heat treatment can be performed in the air.
  • the heat treatment temperature is preferably 100 to 300 ° C., more preferably 100 to 200 ° C., and it is preferable to select a temperature at which the substrate does not soften or deteriorate due to the heat treatment.
  • the heat treatment time is preferably appropriately set in the range of 1 second to 48 hours, and the thickness of the metal oxide layer can be controlled by appropriately adjusting the oxygen concentration and the heat treatment time.
  • the metal component is directed toward the silver or silver alloy near the interface between the silver or silver alloy layer and the metal oxide layer by completely or partially diffusing the remaining metal in the silver or silver alloy by heat treatment.
  • the metal component which is excessive for forming the oxide film is completely diffused into silver or a silver alloy (in this case, only the buffer layer 5 is formed). This is desirable because there is little decrease in the thickness of the oxide layer and the remaining metal component layer when it is not completely diffused into the silver or silver alloy layer (if not completely diffused, both the buffer layer and the remaining layer are formed).
  • the total thickness of each is desirably 0.2 ⁇ m or less. When it becomes thicker than this, it becomes difficult to effectively utilize the reflectance of silver or a silver alloy, and the reflectance of light tends to be greatly reduced.
  • a heat treatment method such as batch treatment or in-line can be appropriately selected.
  • the thickness of the silver or silver alloy layer can be easily adjusted by forming the silver or silver alloy layer by plating.
  • forming methods there are a clad method and a sputtering method, but these methods make it difficult to control the thickness and increase the cost.
  • the layer made of silver or a silver alloy and the intermediate layer are formed by a plating method, whereby the thickness of the layer made of silver or the silver alloy and the intermediate layer are reduced. It can be adjusted easily. Further, as other forming methods, there are a clad method and a sputtering method, but these methods make it difficult to control the thickness and increase the cost.
  • the metal layer for forming the metal oxide layer is formed by a plating method (a wet plating method or a dry plating method such as a vapor deposition method).
  • a plating method a wet plating method or a dry plating method such as a vapor deposition method.
  • a thin and dense oxide film can be effectively formed. This is an important technique for improving the corrosion resistance of a layer made of silver or a silver alloy.
  • there is a cladding method but since it is a mechanical coating method, it is difficult to obtain a dense and uniform coating due to the influence of unevenness due to rolling, and a thin film of 0.2 ⁇ m or less is stabilized. It is extremely difficult to form.
  • the metal oxide layer is provided at least at a position where the optical semiconductor element is mounted on the lead frame for an optical semiconductor device (typically shown in FIGS. 4 and 7).
  • an optical semiconductor device typically shown in FIGS. 4 and 7.
  • a layer made of silver or a silver alloy may be exposed on the surface.
  • the metal oxide layer may be partially formed on a layer made of silver or a silver alloy.
  • the metal layer for forming the metal oxide layer is formed by partial plating such as stripe plating or spot plating. May be formed. Manufacturing a lead frame in which a metal oxide layer is partially formed can reduce the amount of metal used in unnecessary portions, so that an optical semiconductor device that is easy for the environment and low in cost can be obtained.
  • solder wettability can be easily secured, and the effect of being useful at the time of mounting can be obtained.
  • Example 1 As Example 1, the conductive substrate shown in Tables 1-1 and 1-2 having a thickness of 0.2 mm and a width of 50 mm was subjected to the following pretreatment and then subjected to the following plating treatment, and the temperature was 100 to 200 ° C. 1 to 48 hours, heat treatment is performed in an air atmosphere using a thermostatic chamber (manufactured by Espec Corp.), so that Invention Examples 1 to 48, Conventional Example 1 and Comparative Example having the configurations shown in Tables 1-1 and 1-2 are used. 1 to 10 lead frames were prepared. When the “reflow” treatment shown in the table is performed, a silver layer and a layer of a metal other than silver (either In, Sn, or Sb) are first formed using a plating solution, respectively.
  • a silver layer and a layer of a metal other than silver either In, Sn, or Sb
  • a silver alloy (Ag-In, Ag-Sn, or Ag-Sb) layer is formed by performing reflow before the heat treatment, and then a metal layer is provided.
  • a metal oxide layer was formed by attaching.
  • the lead frame of the first embodiment shown in FIG. 1 was used unless otherwise specified.
  • the case where the buffer layer is equal to the original silver alloy layer that is, the original silver alloy layer becomes the buffer layer as it is will be described in detail.
  • the “silver alloy layer” after heating and the “buffer layer” are the same. Specifically, the case where the silver alloy layer is disposed by reflow corresponds.
  • the intermediate layer thickness and the silver or silver alloy layer thickness shown in Tables 1-1 and 1-2 are thicknesses as an average value (arithmetic average of measured values at arbitrary 10 points). Each layer thickness was measured using a fluorescent X-ray film thickness measuring device (SFT9400: trade name, manufactured by SII).
  • C19400 Cu—Fe alloy material: Cu-2.3Fe—0.03P—0.15Zn
  • C52100 phosphor bronze: Cu-8Sn—P
  • C77000 Yellow: Cu-18Ni-27Zn
  • the unit of the numerical value before each element is mass%.
  • “A1100”, “A2014”, “A3003”, and “A5052” represent aluminum or aluminum alloy bases, and their components are defined in Japanese Industrial Standards (JIS H 4000: 2006, etc.), respectively.
  • “SUS304” and “42 Alloy” represent an iron-based substrate, and “SUS304” is a stainless steel (Fe-18Cr-8Ni-0.06C) defined in Japanese Industrial Standard (JIS G 4305: 2005), “42 “Alloy” represents a 42 mass% Ni-containing iron alloy.
  • the following electrolytic degreasing and then the following pickling were performed on the copper alloy base and the iron base among the conductive bases.
  • the aluminum base and the aluminum alloy base were subjected to the following electrolytic degreasing, pickling, and zinc replacement.
  • the plating solution composition and plating conditions for each plating used in Example 1 are shown below. (Plating conditions)
  • Plating solution CuSO 4 .5H 2 O 250 g / liter, H 2 SO 4 50 g / liter, NaCl 0.1 g / liter Plating condition: current density 6 A / dm 2 , temperature 40 ° C.
  • Ni plating Ni (SO 3 NH 2) 2 ⁇ 4H 2 O 500g / l, NiCl 2 30 g / l, H 3 BO 3 30g / l Plating Conditions: current density 5A / dm 2, temperature 50 ° C.
  • Plating solution AgCN 50 g / liter, KCN 100 g / liter, K 2 CO 3 30 g / liter Plating condition: current density 1 A / dm 2 , temperature 30 ° C.
  • Ag-Sn alloy plating (without reflow) Plating solution: KCN 100 g / liter, NaOH 50 g / liter, AgCN 10 g / liter, K 2 Sn (OH) 6 80 g / liter Plating condition: current density 1 A / dm 2 , temperature 40 ° C.
  • Plating solution SnSO 4 80 g / liter, H 2 SO 4 80 g / liter Plating condition: current density 2 A / dm 2 , temperature 30 ° C.
  • Plating solution InCl 3 45 g / liter, KCN 150 g / liter, KOH 35 g / liter, dextrin 35 g / liter Plating conditions: current density 2 A / dm 2 , temperature 20 ° C.
  • Tables 1-1 and 1-2 show the measured thicknesses of the metal oxide layer, the remaining layer, and the buffer layer. From the measurement results, the region having a silver content of less than 80% by mass was defined as the remaining layer, and the region having 80% by mass or more was defined as the buffer layer.
  • Reflectivity measurement after the sulfurization test Reflectivity measurement: In a spectrophotometer (U-4100 (trade name, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation)), continuous measurement was performed with the total reflectivity ranging from 400 nm to 800 nm. From this result, the ratio (%) of the reflectance after the sulfidation test to the reflectance before the sulfidation test at 600 nm was obtained as the corrosion resistance. The results are shown in Tables 2-1 and 2-2. (5) Heat dissipation (thermal conductivity): A conductive substrate having an electrical conductivity of 10% or more in terms of IACS (International Annealed Copper Standard) is regarded as “good” as having high thermal conductivity and is less than 10%.
  • IACS International Annealed Copper Standard
  • the samples were evaluated as “No” because of their low thermal conductivity, and are shown in Tables 2-1 and 2-2. This is because electrical conductivity and thermal conductivity are in a substantially proportional relationship, and those having an electrical conductivity of 10% or more in IACS are judged to have good thermal conductivity and high heat dissipation. Moreover, it is because it is preferable that the conductivity of the conductive substrate is high because the heat generation of the conductive substrate itself can be suppressed. Note that this item is shown for reference. If the items (1) to (4) above are satisfied, the sample will have high heat dissipation even if the item (5) is not satisfied. There is no practical problem by selecting an application that does not require the property.
  • the “silver alloy layer” and “buffer layer” after heating shown in the table are the same, that is, when the silver alloy layer is disposed by reflow, the “silver alloy layer” after heating is A numerical value such as the layer thickness was entered in the column, and “ ⁇ ” was entered in the buffer layer column to mean “same on the left (same as silver alloy layer)”.
  • a silver alloy layer was formed before being covered with indium or tin by reflowing silver plating and indium plating tin plating provided thereon. Since this silver alloy layer has been subjected to reflow treatment in advance, it is a silver alloy in which silver and other metals are uniformly diffused and the concentration distribution is uniform. From the definition of the buffer layer in the present invention, is there. Moreover, since the metal layer thickness of the outermost layer was thin, all became an oxide film after heating. And about the thickness at the time of description, the thickness after diffusion was represented.
  • Comparative Example 5 a 1 ⁇ m Ag—In alloy was formed in advance by reflow treatment, and since the temperature was as high as 600 ° C., a part of indium in the silver alloy layer rose to the surface layer side and was concentrated. . By performing the heat treatment after the reflow, an oxide film having a thin concentration was obtained, but sufficient corrosion resistance was not obtained.
  • the thickness in the table is the thickness after diffusion.
  • Comparative Example 6 since “no heat treatment”, indium was concentrated and remained on the surface layer. Slightly diffused with silver after plating to form a buffer layer, but the thickness of the buffer layer was extremely thin compared to other test examples subjected to heat treatment. In Comparative Example 6, since it is not after diffusion after heat treatment, the thickness immediately after indium coating on the outermost layer is shown in the table.
  • each of the inventive examples satisfies the required reflectance although the reflectance in the visible region may be slightly lower than the conventional example, and the stability after the corrosion resistance test is very high. It turns out that it is excellent.
  • the reflectivity after the sulfidation test is hardly lowered and corrosion resistance is reduced. It can be seen that an excellent lead frame material has been obtained, and when this is applied to an optical semiconductor device, it is clear that very excellent reflectance characteristics and long-term reliability are exhibited.
  • the reflectance was 80% or more in the entire visible light region having a wavelength of 400 nm to 800 nm, and it was confirmed that the reflectance was good.

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Abstract

　導電性基体１上に銀または銀合金からなる層２形成された光半導体装置用リードフレームであって、前記銀または銀合金からなる層の外層に銀以外の金属の金属酸化物層３を有し、該金属酸化物層３は無色透明もしくは銀白色を呈し、かつ厚さが０．００１μｍ以上０．２μｍ以下である、光半導体装置用リードフレームとその製造方法、およびそれを用いた光半導体装置。

Description

光半導体装置用リードフレーム、光半導体装置用リードフレームの製造方法および光半導体装置
　本発明は、光半導体装置用リードフレームとその製造方法および光半導体装置に関する。
　光半導体装置用リードフレームは、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）素子等の光半導体素子（発光素子）を光源に利用した各種表示用・照明用光源の構成部材として広く利用されている。その光半導体装置は、例えば基板としてリードフレームを配し、そのリードフレーム上に発光素子を搭載した後、熱、湿気、酸化等の外部要因による発光素子やその周辺部位の劣化を防止するため、発光素子とその周囲を樹脂で封止している。
　ところで、ＬＥＤ素子を照明用光源として用いる場合、リードフレームの反射材には可視光波長（４００～８００ｎｍ）の全領域において反射率が高い（例えば反射率８０％以上）ことが求められる。また、近年のＬＥＤ素子においては、数万時間という長時間使用することが想定されているために長寿命化の検討が進められており、長時間点灯していても光の反射率が低下しないことがより一層要求されている。したがって、照明用光源として用いられる光半導体装置では、反射材の反射特性や反射率の長期安定化が製品性能を左右する極めて重要な要素となる。
　このような要求に応じて、ＬＥＤ素子の直下に配置されるリードフレーム上には、光反射率（以下、反射率という）の向上を目的として、銀または銀合金からなる層（皮膜）が形成されているものが多い。例えば、銀めっき層を反射面に形成すること（特許文献１）、銀または銀合金皮膜形成後に２００℃以上で３０秒以上の熱処理を施し、当該皮膜の結晶粒径を０．５μｍ～３０μｍとすること（特許文献２）等が知られている。
　しかしながら、特許文献１に記載の技術のように、銀または銀合金からなる皮膜を単純にリードフレーム上に形成しただけの場合、封止樹脂中に残存している硫黄成分によって銀表面が硫化反応を起こし、黒色化して反射率が低下してしまうという問題点がある。また、銀は樹脂との密着性が比較的悪く、その結果封止樹脂と銀面との間に隙間が生じ、その隙間から水分や塩分などが浸入してマイグレーションが生じてしまうという問題がある。
　また、特許文献２に記載の技術のように、２００℃以上の温度で熱処理を行うと、残留酸素の影響により、銀または銀合金が酸化し、これらの手段を施さない場合よりも反射率が低下してしまうという問題が発生した。これは、銀または銀合金が酸化することによって、黒褐色の酸化銀が表層に形成されることで、反射率を低下させてしまうことに起因している。
　さらに、本発明者らは、特許文献１および特許文献２に記載のリードフレームを、ＬＥＤ素子を用いた光半導体装置に用いたところ、封止樹脂としてシリコーン樹脂を使用した場合に、経時的に輝度が低下することを知見した。これは、シリコーン樹脂はガス透過性が高いという特徴があるため、大気中の硫黄成分や酸素が封止樹脂であるシリコーン樹脂を透過し、銀または銀合金表面に到達した時に、ＬＥＤ素子が発光した際の発熱によって銀を硫化させて黒色化させていることに起因することが原因であると考えられる。そのうえ、銀には光触媒作用があるため、表層に到達した有機物質成分がＬＥＤ素子の特に青色光によって分解され黒色のカーボンを表面に形成し、その結果、ＬＥＤ周辺が黒色化して反射率が低下してしまうという問題点があることを突き止めた。
　この問題を解決するために、前記銀または銀合金からなる層を有さないで、銀以外の各種貴金属による被覆によりリードフレームの安定性を向上させる方法が考えられている。例えば、ニッケル下地層上にパラジウム層を０．００５～０．１５μｍ、最表層としてロジウム層を０．００３～０．０５μｍ形成して、反射率を向上させるという方法が提案されている（特許文献３）。
特開昭６１－１４８８８３号公報 特開２００８－０１６６７４号公報 特開２００５－１２９９７０号公報
　しかしながら、特許文献３に記載された技術により形成されたリードフレームは、銀または銀合金からなる皮膜を施したリードフレームよりも反射率が劣り、照明用光源として可視光域の全領域（４００～８００ｎｍ）において要求される反射率８０％以上というレベルに到達することが難しい。特にロジウム層には銀層よりも反射率を２０％以上も低下してしまう波長域が存在するため、青色系や白色系の光半導体装置において、反射率の要求特性を満たせていなかった。
　そこで、本発明は、可視光域の全領域（４００～８００ｎｍ）において反射特性が良好であり、封止樹脂との密着性も良好であり、さらに長期に輝度の低下が生じない光半導体装置用リードフレーム、その製造方法およびそれを用いた光半導体装置を提供することを課題とする。
　本発明者らは、上記問題に鑑み鋭意検討を進めた結果、銀または銀合金からなる層の表面に、銀以外の金属の金属酸化物層を有していて、その金属酸化物層は無色透明もしくは銀白色を呈するものとして、その金属酸化物層の厚さを０．００１～０．２μｍで好適に形成させると、可視光域の全領域（４００～８００ｎｍ）において反射特性が良好であり、封止樹脂との密着性も良好なためマイグレーションも生じにくく、さらに銀の硫化や光触媒作用が生じないために反射特性が長期的に安定して優れた半導体装置用リードフレームが得られることを見出し、この知見に基づき本発明をなすに至った。
　すなわち、本発明によれば以下の手段が提供される。
（１）導電性基体上に銀または銀合金からなる層が形成された光半導体装置用リードフレームであって、前記銀または銀合金からなる層の外層に銀以外の金属の金属酸化物層を有し、該金属酸化物層は無色透明もしくは銀白色を呈し、かつ厚さが０．００１μｍ以上０．２μｍ以下であることを特徴とする、光半導体装置用リードフレーム。
（２）前記銀または銀合金からなる層の厚さが０．２μｍ以上５．０μｍ以下であることを特徴とする、（１）に記載の光半導体装置用リードフレーム。
（３）前記金属酸化物層は、錫、インジウム、アンチモンからなる群から選ばれた１つ以上の元素を含有する酸化物からなることを特徴とする、（１）または（２）に記載の光半導体装置用リードフレーム。
（４）前記銀合金からなる層が、錫、インジウム、アンチモンの群から選ばれた１つ以上の元素を、合計で２０質量％以下含むことを特徴とする（１）～（３）のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
（５）前記銀合金からなる層が、錫、インジウム、アンチモンの群から選ばれた１つ以上の元素を、合計で２０質量％以下含んでなる外層と、錫、インジウム、アンチモンの群から選ばれた１つ以上の元素を、合計で２０質量％未満の量で含んでなる内層との２層からなることを特徴とする（１）～（３）のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
（６）前記導電性基体は、銅、銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる群から選ばれた金属または合金からなることを特徴とする、（１）～（５）のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
（７）前記導電性基体と前記銀または銀合金からなる層との間に、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、および銅合金からなる群から選ばれた金属または合金からなる中間層が少なくとも１層形成されていることを特徴とする、（１）～（６）のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
（８）前記（１）～（７）のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレームを製造する方法であって、
　導電性基体上に前記銀または銀合金からなる層を形成する工程と、
　前記銀または銀合金からなる層の外表面に、銀以外の金属からなる金属層を形成する工程と、
　１００℃以上でかつ前記銀以外の金属の融点以下の温度において、酸素濃度が１０００ｐｐｍ以上の雰囲気で加熱処理を施すことで、表層に前記銀以外の金属の酸化物からなる金属酸化物層を形成せしめる工程
とを含むことを特徴とする光半導体装置用リードフレームの製造方法。
（９）前記加熱工程において、前記金属酸化物層を形成せしめるとともに、前記金属層の金属であって酸化されなかった残存金属分を前記銀または銀合金からなる層へ拡散させて前記残存金属と銀からなる銀合金の層を形成することを特徴とする、（８）に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
（１０）前記金属層の厚さが、０．００１μｍ以上０．３μｍ以下であることを特徴とする、（８）または（９）に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
（１１）前記残存金属と銀からなる銀合金の層が、錫、インジウム、アンチモンの群から選ばれた１つ以上の元素を、合計で２０質量％以下含むことを特徴とする（８）～（１０）のいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
（１２）前記残存金属と銀からなる銀合金の層が、錫、インジウム、アンチモンの群から選ばれた１つ以上の元素を、合計で２０質量％以下の量で含む層と、錫、インジウム、アンチモンの群から選ばれた１つ以上の元素を、合計で２０質量％未満の量で含む層との２層からなることを特徴とする（８）～（１０）のいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
（１３）前記残存金属と銀からなる銀合金の層を、銀めっきと、錫、インジウムおよびアンチモンの群から選ばれた１つ以上の元素のめっきとを、リフローすることで形成することを特徴とする（８）～（１２）のいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
（１４）前記銀または銀合金からなる層をめっき法により形成することを特徴とする、（８）～（１３）のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
（１５）前記導電性基体と前記銀または銀合金からなる層との間に、めっき法により中間層を形成する工程をさらに有することを特徴とする、（８）～（１４）のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
（１６）前記銀以外の金属からなる金属層を形成する工程は、めっき法によることを特徴とする、（８）～（１５）のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
（１７）（１）～（７）のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレームと、光半導体素子とを備えた光半導体装置であって、前記光半導体装置用リードフレームの少なくとも前記光半導体素子が搭載される箇所に前記金属酸化物層が設けられていることを特徴とする光半導体装置。
　本発明のリードフレームは、最外層として、無色透明もしくは銀白色を呈する金属酸化物層を形成することにより、その内層である銀または銀合金からなる層の硫化や酸化を防止できるため、反射率低下を防止することができる。また、銀層が最表面に形成（つまり銀が露出）されていないことから光触媒作用も出現しない。このため、樹脂封止後に樹脂を透過したガスに対しても耐食性や非分解効果を発揮し、長期的に反射特性が良好な光半導体装置が形成できる。また、本発明のリードフレームは、最外層となる金属酸化物層が無色透明または銀白色を呈し、かつ、その厚さを０．００１～０．２μｍと薄く制御することで、金属酸化物層による反射率の低下はほとんどなく、従来の銀または銀合金と同等の反射特性が得られる。
　本発明のリードフレームの製造方法は、導電性基体上に銀または銀合金からなる層を形成する工程と、前記銀または銀合金からなる層の表面に、銀以外の金属からなる金属層を形成する工程と、１００℃以上でかつ前記銀以外の金属の融点以下の温度において、酸素濃度が１０００ｐｐｍ以上の雰囲気で加熱処理を施すことで、表層に前記銀以外の金属の酸化物からなる金属酸化物層を形成せしめ、併せて、場合によって前記金属層の金属であって酸化されないで残存した残存金属分を前記銀または銀合金からなる層へ拡散させて前記残存金属と銀との固溶体からなる銀合金の層を形成する工程を含むことができて、格子歪が徐々に緩和されて密着性が向上される。また、金属酸化物層を形成させるための金属層を、好ましくはめっき法（湿式のめっき法のほか、蒸着法などの乾式のめっき法も含む）により形成することで、薄く緻密な酸化皮膜を容易に形成することができる。
　本発明の光半導体装置は、光半導体装置用リードフレームの少なくとも前記光半導体素子が搭載される箇所に前記金属酸化物層が設けられているため、低コストで効果的に反射率特性を得ることができる。なお、光半導体装置を搭載しない箇所については銀又は銀合金からなる層が表面に露出していても良い。この場合、金属酸化物層は銀または銀からなる層上に部分的に形成されていてもよく、例えばストライプめっきやスポットめっきなどの部分めっきで形成しても良い。部分的に形成されるリードフレームを製造することは、不要となる部分の金属使用量を削減できるので、環境に易しく低コストである光半導体装置とすることができる。
　本発明の上記及び他の特徴及び利点は、適宜添付の図面を参照して、下記の記載からより明らかになるであろう。
図１は、本発明の第１実施形態に係る光半導体装置用リードフレームの概略断面図である。 図２は、本発明の第２実施形態に係る光半導体装置用リードフレームの概略断面図である。 図３は、本発明の第３実施形態に係る光半導体装置用リードフレームの概略断面図である。 図４は、本発明の第４実施形態に係る光半導体装置用リードフレームの概略断面図である。 図５は、本発明の第５実施形態に係る光半導体装置用リードフレームの概略断面図である。 図６は、本発明の第６実施形態に係る光半導体装置用リードフレームの概略断面図である。 図７は、本発明の第７実施形態に係る光半導体装置用リードフレームの概略断面図である。
　以下、本発明の光半導体装置用リードフレームの実施の形態を、図面を用いて説明する。各図において、リードフレームに光半導体素子が搭載されている状態を示す。なお、各実施形態はあくまでも一例であり、本発明の範囲は各実施形態に限定されるものではない。
　図１は、本発明の第１実施形態に係る光半導体装置用リードフレームの概略断面図である。ここで、図１では、リードフレームに光半導体素子４が搭載されている状態で示されている（以下の各図において同じ）。
　図１に示すように、本実施態様のリードフレームは、導電性基体１上に銀または銀合金からなる層２が形成され、最外層として金属酸化物からなる金属酸化物層３が形成されており、金属酸化物層３の一部の表面上に光半導体素子４が搭載されている。図中、７はボンディングワイヤを示す。本発明において、本発明のリードフレームは、反射特性が良好であり、封止樹脂との密着性も良好であり、さらに長期に輝度の低下が生じない耐食性および長期信頼性に優れた光半導体装置用リードフレームとなる。
　前記導電性基体１は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄または鉄合金などを用いることができ、好ましくは銅、銅合金、アルミニウム、およびアルミニウム合金の群から選ばれた金属または合金である。導電性基体１を銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金とすることで、銀または銀合金層２や金属酸化物層３をその上に形成することが容易となり、コストダウンにも寄与できるリードフレームを提供することができる。
　また、銅、銅合金、アルミニウム、およびアルミニウム合金の群から選ばれた金属または合金を前記導電性基体１としたリードフレームは、導電率が良好であることと関連した特性である熱伝導率が良いことから放熱特性に優れている。これは、光半導体素子が発光する際に発生する発熱（熱エネルギー）を、リードフレームを介してスムーズに外部に放出することができることによるものである。このことにより、発光素子の長寿命化および長期にわたる反射率特性の安定化が見込まれる。
　また、本発明において「反射特性が良好」とは、波長４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の可視光の全領域において反射率が８０％以上であることを意味する。
　前記銀または銀合金からなる層２の厚さは、０．２μｍ以上５．０μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上３．０μｍ以下であることがさらに好ましい。この厚さは銀または銀合金からなる層２の被覆厚さを調整することで実現可能であり、必要以上に貴金属を使用することなく安価に製造することができる。ここで、前記銀または銀合金からなる層２は、厚さが薄すぎると反射率への寄与が十分ではなく、一方、厚すぎると効果が飽和し、コスト高になる。
　前記銀または銀合金からなる層２に用いられる銀合金は、例えば、銀－錫合金、銀－インジウム合金、銀－ロジウム合金、銀－ルテニウム合金、銀－金合金、銀－パラジウム合金、銀－ニッケル合金、銀－セレン合金、銀－アンチモン合金、銀－銅合金、銀－亜鉛合金、銀－ビスマス合金などがあげられ、銀－錫合金、銀－インジウム合金、銀－ロジウム合金、銀－ルテニウム合金、銀－金合金、銀－パラジウム合金、銀－ニッケル合金、銀－セレン合金、銀－アンチモン合金および銀－銅合金からなる群から選ぶことが好ましい。
　これらの合金は形成するのに比較的容易であり、また、純銀よりはやや劣るものの、可視光域で反射率として８０％以上を確保できるため、広い波長域の光に対して良好な反射特性を得ることができる。なお、銀合金中の銀含有率は８０質量％以上であることが好ましい。銀含有率が少なすぎると、可視光域における反射率が低下するためである。
　また、最外層として、銀以外の金属の、無色透明または銀白色を呈する金属酸化物層３を形成することにより、銀または銀合金からなる層２の長期信頼性を確保することができる。金属酸化物層３は、好ましくは、錫、インジウム、アンチモンの少なくとも一つの元素の酸化物を含む。前記金属酸化物層は、好ましくは、錫、インジウムおよびアンチモンからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属もしくは半金属元素を該層の質量に対して２０質量％以下、さらに好ましくは１～１０質量％の量で含む。無色透明または銀白色を呈する金属酸化物層３を形成することにより、銀または銀合金からなる層２の硫化や酸化を防止できるため、反射率低下を防止することができる。また、銀層が最表面に形成されていないことから光触媒作用も発現しない。このため、樹脂封止後の透過したガスに対しても耐食性や非分解効果を発揮し、長期的に反射特性が良好な光半導体が形成できる。本発明においては、これらの錫、インジウムおよびアンチモンを合わせて単に金属という。分類上は、アンチモンは半金属と言われる場合もあるが、これも合わせて単に金属という場合がある。
　また、最外層に金属酸化物層３が形成されていると、封止樹脂との結合がより強固になり、最外層が銀または銀合金の場合と比べて樹脂密着性が格段に向上する。その結果、銀または銀合金からなる層が露出せず、よって湿度等の影響により銀が溶出してマイグレーションを起こし、形成された回路内での短絡事故を起こす可能性が低減する。さらに、最外層に形成された金属酸化物層は無色透明あるいは銀白色を呈しており、なおかつその厚さは０．００１μｍ以上０．２μｍ以下で制御されることにより、色調や厚さによる反射率の低下はほとんどなく、従来の銀または銀合金と同等の反射特性が得られる。これらの作用により、本発明のリードフレームを光半導体素子、例えば、ＬＥＤ素子に用いた場合、光半導体装置を１００００時間以上の長期にわたって連続発光（点灯）させても、当該光半導体装置の輝度低下を数％程度に抑制することが可能である。
　本発明のリードフレームは、導電性基体１上に銀または銀合金からなる層２を形成したのち、酸化物を形成するための銀以外の金属からなる金属層を形成した後、１００℃以上でかつ当該金属の融点以下の温度において、酸素濃度が１０００ｐｐｍ以上の雰囲気で加熱処理を施すことで、前記金属層中の金属を酸化させて表層に金属酸化物層を形成せしめ、併せて、場合によっては、金属層からの残存金属分を銀または銀合金層中へ完全にもしくは一部分を拡散させて前記残存金属と銀の固溶体からなる銀合金層を形成することにより製造される。従って、図示したように、前記金属層自体は消失しており残ることがなく、金属酸化物層３が形成されるとともに、必要により、前記残存金属と銀からなる銀合金層が併せて形成される場合がある（前記残存金属と銀からなる銀合金層としては、以下に説明する緩衝層５が１層で形成されるか、または緩衝層５と残存層５Ａが２層で形成される場合もある）。なお、前記銀または銀合金からなる層２はめっき法により形成することが好ましい。また、光半導体素子４としては、ＬＥＤ素子等の任意の光半導体素子を用いることができる。
　図２は、本発明の第２実施形態に係る光半導体装置用リードフレームの概略断面図であり、図１に示す態様のリードフレームに対し、銀または銀合金からなる層２および金属酸化物層３の界面付近に、前記金属層の金属成分が一部層状に残存してこの残存金属が前記銀または銀合金層の表層部に固溶した銀合金からなる層５が形成されている。この層５は、銀または銀合金からなる層２および金属酸化物層３の緩衝層（以下、緩衝層５とする）となっており、銀または銀合金層と金属酸化物層との界面近傍において、金属成分が銀または銀合金層側に向かって減少するような濃度勾配を持った固溶体（銀と前記金属層を形成していた金属とから形成された銀－該金属の固溶体である銀合金）が層状に形成されることによって、格子歪が徐々に緩和されて密着性が向上される効果をもたらす。
　なお、図２以降の各図中の説明において、特に言及しない符号については、前出の符号と同じ意味を表すこととする。
　図３は、本発明の第３実施形態に係る光半導体装置用リードフレームの概略断面図であり、図１に示す態様のリードフレームに対し、導電性基体１および銀または銀合金からなる層２との間に、中間層６が形成されている。
　中間層６は、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、銅合金からなる群から選ばれた金属または合金からなることが好ましい。
　導電性基体１および銀または銀合金からなる層２との間に、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅または銅合金からなる中間層６を設けることで、光半導体素子の発熱によって導電性基体を構成する材料が銀または銀合金からなる層へ拡散することによる反射率特性の劣化を防ぎ、長期にわたって信頼性の高い反射率特性を得ることができる。
　図４は、本発明の第４実施形態に係る光半導体装置用リードフレームの概略断面図であり、光半導体素子４が搭載される部分にのみ金属酸化物層３、緩衝層５、銀または銀合金からなる層２が形成されている様子を示している。本発明においてはこのように、黒色化してしまうと問題となる部分にのみに金属酸化物層３、緩衝層５、銀または銀合金からなる層２を形成することも可能である。本実施形態において、中間層６は導電性基体１の全面に形成されているが、導電性基体１と銀または銀合金からなる層２との間に介在する形態であれば、部分的な形成であってもよい。ここで、部分的な形成とは、中間層６を光半導体素子４の下とその近傍のみに、導電性基体１上に形成することをいう。
　図５は、本発明の第５実施形態に係る光半導体装置用リードフレームの概略断面図であり、緩衝層５を有する前記第２実施形態のリードフレームにおいて、緩衝層５と金属酸化物層３との間に、残存金属が銀または銀合金に固溶してなる銀合金の層であって該緩衝層よりも銀含有率が高い層５Ａ（以下、この層５Ａを、残存金属成分層または残存層５Ａともいう）を有するものである。
　本発明においては、図５に示したように、残存層と緩衝層がどちらも形成される場合の各層の順序は、「導電性基体１－中間層６－銀または銀合金層２－緩衝層５－残存層５Ａ－金属酸化物層３」であって、金属酸化物層３の上に光半導体素子４を搭載する。つまり、形成される場合には、緩衝層５の外側に（上層として）残存層５Ａが存在する。
　このように、本発明において、金属層を構成する金属の内で酸化されないで残存した金属（残存金属ともいう）がある場合には、この残存金属は銀または銀合金層に拡散して、この残存金属が銀または銀合金からなる層の銀に固溶した層をなしていてもよい。こうして形成された銀とその金属の固溶体からなる銀合金の層においては、最外層の金属酸化物層側から内層の銀又は銀合金層側に向かってその銀以外の金属の濃度勾配が減少している。該銀合金層は、緩衝層１層のみとして形成されるか、または、緩衝層と残存層の２層として形成される。ここで、緩衝層と残存層とは、その銀含有率によって区別され、銀８０質量％以上の層を緩衝層といい、銀８０質量％未満の層を残存層という。
　具体的には、インジウムやスズなどの金属は最表層側（金属酸化物層３側）から濃度勾配をもって次第に含有率が減少している。したがって、インジウムやスズなどの金属は最表層近くでは濃化（より高濃度で存在）しており、すなわち銀濃度がより小さい。本発明において、残存層５とは、インジウムやスズなどの金属濃度が２０質量％を超える、すなわち銀濃度が８０質量％未満の領域をいい、一方、緩衝層とは、インジウムやスズなどの金属濃度が２０質量％以下、すなわち銀濃度が８０質量％以上の領域をいう。
　ここで、緩衝層５と銀合金層２とは、同一層であっても別層であってもよい。緩衝層５と銀合金層２とが同一層であるとは、元々の銀合金層（２）の組成が、そのまま緩衝層（５）の組成と同一である場合である。例えば、下層に銀層を、その上層に銀以外の金属（例えば、Ｉｎ）層を、それぞれめっきで設けて、これらをリフローして合金化すると、１つの層として銀合金層（例えば、Ａｇ－Ｉｎ層）が得られる。この銀含有率が８０質量％以上であれば、これはすなわち緩衝層である。一方、緩衝層５と銀合金層２とが別層であるとは、緩衝層５で固溶体を形成する金属と銀合金層２における金属が別異の金属である場合が挙げられる。
　緩衝層が元の銀合金層に等しい、つまり、元の銀合金層がそのまま緩衝層となる場合について詳述する。銀合金層を形成せしめ、その上にインジウム等を被覆して、加熱拡散させた場合には、例えば後述の実施例に示したように、表中に示した加熱後の「銀合金層」と「緩衝層」が同一になる。つまり、実施例でリフローにより銀合金層を配設した場合、加熱後の「銀合金層」の欄に数値を記入し、緩衝層の欄には「左に同様」という意味で「←」を記入した。ちなみにこれらの実施例では銀合金層をリフロー形成させた後にインジウム等をごく薄く被覆させ、さらに低温で加熱処理を施しているので、激しい拡散は起こらず、被覆したインジウム等がそのまま酸化皮膜となっている。
　残存層と緩衝層では、残存金属（Ｓｎ、Ｉｎ、Ｓｂ）が銀と固溶体を形成した銀合金からなっており、残存金属は単体の層としては残っておらず、かつ、残存金属は酸化されていないので酸素は含有せずに、残存金属と銀以外には他の元素は含有しない。
　図６は、本発明の第６実施形態に係る光半導体装置用リードフレームの概略断面図であり、導電性基体１に凹部を設けてその凹部内側に光半導体素子４を搭載するものである。この実施形態のように、本発明の光半導体装置用リードフレームは、凹部を設けて集光性を向上させたようなリードフレーム形状にも適応することができる。
　図７は、本発明の第７実施形態に係る光半導体装置用リードフレームの概略断面図であり、導電性基体１に凹部を設けてその凹部内側に光半導体素子４を搭載するものであり、なおかつその凹部にのみ金属酸化物層３および緩衝層５が形成されている。凹部を有するリードフレームにおいても、このように、光半導体素子の発光する光の反射に寄与する部分にのみ金属酸化物層３および緩衝層５を設けることにより、適宜反射部のみの耐食性を向上させることもできる。
　本発明のその他の実施形態としては以下のものが挙げられる。
（１）例えば、図１～３や図５～７に示した実施形態のリードフレームにおいて、図４に示した実施形態のリードフレームと同様に、部分的な形成であってもよい。
（２）図３に示した実施形態のリードフレームにおいて、緩衝層５を有していてもよい。
（３）図４～７に示した実施形態のリードフレームにおいて、緩衝層５を有さなくてもよい。
（４）前記緩衝層５を有するいずれかの実施形態（図示した形態も図示しなかった形態も両方含む）のリードフレームにおいて、緩衝層５と金属酸化物層３との間に、残存層５Ａを有していてもよい。
（５）前記緩衝層５を有するいずれかの実施形態（図示した形態も図示しなかった形態も両方含む）のリードフレームにおいて、銀または銀合金層２が全て緩衝層５であってもよい。このような形態は、例えば、下層に銀層２とその上層に銀以外の金属層（例えばＩｎ層）を別々にめっきにより設けておき、酸化するための加熱処理の前に、これらの２層にリフロー処理を施すことによって、前記２つの層を完全に合金化して１つの銀合金層としたものであり、銀合金中の銀含有率の前記定義からこの層が緩衝層５に該当する場合である。
　以上まとめると、本発明のリードフレームにおいては、銀以外の金属からなる金属層から、
　「金属酸化物層３」だけが形成されるか、
　「金属酸化物層３」と「緩衝層５」が形成されるか、または
　「金属酸化物層３」と「緩衝層５」と「残存層５Ａ」が形成される
３つの場合がある。このそれぞれにおいて、得られるリードフレームにおいては銀または銀合金層（２）を有さずに、これが緩衝層（５）で置き換わっていてもよい。また、金属酸化物層３を含む各層が、図４に代表的に示したように部分的に形成されていてもよい。
　半導体装置用リードフレームの製造は任意の方法を用いることができるが、銀または銀合金からなる層２、中間層６はめっき法により形成することが好ましい。なお、金属酸化物層３を形成するための金属層は、めっき法（湿式のめっき法または蒸着法などの乾式のめっき法）で形成されることが好ましい。
　上記図１～図７に示される本発明の各実施形態のリードフレームは、最外層として、無色透明もしくは銀白色を呈する金属酸化物層が０．００１～０．２μｍの被覆厚で形成されていることにより、銀または銀合金からなる層の硫化や酸化を防止できるため、反射率低下を防止することができる。また、銀が最表面に露出されていないことから光触媒作用も出現しない。このため、樹脂封止後に樹脂を透過したガスに対しても耐食性や非分解効果を発揮し、長期的に反射特性が良好な光半導体が形成できる。
　また、本発明のリードフレームは、最外層が金属酸化物層３であることから、封止樹脂との密着性が銀または銀合金と比べて向上する。その結果、銀または銀合金からなる層が露出せず、よって湿度等の影響により銀が溶出してマイグレーションを起こし、形成された回路内での短絡事故を起こす可能性が低減する。
　さらに、最外層に形成された金属酸化物層３は無色透明あるいは銀白色を呈しており、なおかつその厚さは０．００１～０．２μｍで制御されることにより、色調や厚さによる反射率の低下はほとんどなく、従来の銀または銀合金と同等の反射特性が得られる。これらの作用により、本発明のリードフレームを光半導体素子、例えば、ＬＥＤ素子に用いた場合、光半導体装置を１００００時間以上の長期にわたって発光（点灯）させても、当該光半導体装置の輝度低下を数％程度に抑制することが可能である。
　また、本発明のリードフレームは、導電性基体１を銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金とすることにより、反射率特性がよくかつその表面に皮膜を形成することが容易である。さらに、本発明のリードフレームは、放熱特性に優れており、発光素子が発光する際に発生する発熱（熱エネルギー）を、リードフレームを介してスムーズに外部に放出することができる。このことにより、発光素子の長寿命化および長期にわたる反射率特性のさらなる安定化が見込まれる。
　また、本発明のリードフレームにおいては、導電性基体と銀または銀合金からなる層との間に、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、および銅合金からなる群から選ばれた金属または合金からなる中間層を少なくとも１層形成することにより、発光素子が発光する際に発生する発熱によって導電性基体を構成する材料が銀または銀合金からなる層へ拡散することによる反射率特性の劣化を防ぎ、反射率特性が長期にわたってより信頼性の高いものとなり、また、導電性基体と銀または銀合金からなる層との密着性がさらに向上する。ここで、当該中間層の厚さは、プレス性、コスト、生産性、耐熱性等を考慮して決定される。通常の条件の場合、当該中間層の総厚は、０．２～２．０μｍであることが好ましく、さらには０．５～１．０μｍが好ましい。また、中間層を複数の層で形成することも可能であるが、通常は生産性を考慮し、２層以下とすることが好ましい。中間層を２層以上形成する場合、各層をそれぞれ前記金属または合金（中間層構成材料）から形成し、合計の層厚を前記の範囲内とすれば、各層は互いに同一の材料から形成しても異なった材料から形成してもよく、その厚さも互いに同一であっても異なっていてもよい。
　また、本発明のリードフレームは、銀または銀合金からなる層の厚さを０．２μｍ以上とすることにより長期信頼性を確保することができ、銀または銀合金からなる層２の厚さを５．０μｍ以下とすることにより、必要以上に貴金属を使用することなくコストダウンを図ることができる。これは、長期信頼性という効果は、銀または銀合金からなる層の厚さが５．０μｍで飽和することによる。銀または銀合金からなる層２の厚さは、０．２μｍ～５．０μｍが好ましいが、さらに好ましくは０．５～３．０μｍである。また、銀または銀合金は少なくとも一層以上形成されていれば良いので複数層であってもよいが、コスト面を勘案して２層以下とするのが好ましい。銀または銀合金層を２層以上形成する場合、各層をそれぞれ銀または前記銀合金から形成し、合計の層厚を前記の範囲内とすれば、各層は互いに同一の材料から形成しても異なった材料から形成してもよく、その厚さも互いに同一であっても異なっていてもよい。
　また、本発明のリードフレームは、最外層に形成される金属酸化物層３が、好ましくは、錫、インジウム、アンチモンの少なくとも一つの元素を含む金属酸化物からなることにより、反射率を低下させにくい無色透明もしくは銀白色の金属酸化物層を形成することができ、耐食性および生産性を良好とすることができる。なお、信頼性の観点からは、最外層の厚さを０．００１μｍ以上０．２μｍ以下とすることにより光の反射率を低下させることなく長期信頼性を確保することができる。これは、金属酸化物層の厚さが薄すぎると耐食性が不十分となり、また、金属酸化物層の厚さが厚すぎると可視光領域での反射率が大きく低下してしまう恐れがあるためである。金属酸化物層の被覆厚は、好ましくは０．００５～０．０５μｍの範囲である。
　なお、リードフレームの表層に０．００１μｍ以上０．２μｍ以下の金属酸化物層を形成するためには、まず、導電性基体上に配設された銀または金属合金層上に、あるいは該銀または金属合金層上に配設された中間層上に、０．００１～０．３μｍの範囲内で金属層を形成し、次いで、この金属層の金属を酸化して所望の金属酸化物とすればよい。銀皮膜直上に金属を被覆し、加熱処理を行った際、酸化皮膜を形成するのに余剰となる残存金属成分が生じる（酸化されずに残る）場合がある。この場合、金属酸化物層（酸化皮膜）の厚さと残存金属層の厚さとの合計が０．２μｍを越えると反射特性が低下する場合がある。したがって、金属酸化物層と銀または銀合金層との密着性を良好に保ちつつ反射率を低下させないことが重要であり、形成する酸化皮膜厚の１～２０倍の範囲内なおかつ最大被覆厚が０．３μｍを超えない範囲で金属層を形成することが重要である。金属層被覆厚に関しては、好ましくは０．００１～０．３μｍ、さらに好ましくは０．００５～０．１μｍの範囲である。
　以下、本発明の実施形態のリードフレームの製造方法について説明する。本発明の実施形態のリードフレームの製造方法は、導電性基体上に銀または銀合金からなる層を形成する工程と、前記銀または銀合金からなる層の表面に、銀以外の金属からなる金属層をする工程と、１００℃以上でかつ前記銀以外の金属の融点以下の温度において、酸素濃度が１０００ｐｐｍ以上の雰囲気で加熱処理を施すことで、表層に金属酸化物層を形成せしめるとともに、該加熱処理による酸化に付されずに残存する前記金属層の残存金属分が存在する場合にはこの残存金属を前記銀または銀合金からなる層へ拡散させる工程とを含む。
　雰囲気中の酸素濃度は、金属酸化物層を形成させるためには１０００ｐｐｍ以上が好ましく、大気中にて加熱処理を行うことも可能である。熱処理温度は、好ましくは１００～３００℃、さらに好ましくは１００～２００℃であり、基材が熱処理で軟化や変質しない温度を選択することが好ましい。加熱処理時間は、１秒間から４８時間の範囲で適宜行うことが望ましく、酸素濃度や熱処理時間を適宜調整することで金属酸化物層の厚さを制御することができる。さらに、熱処理によって残存金属分を銀または銀合金中に完全にもしくは一部分を拡散させることで、銀または銀合金層と金属酸化物層との界面近傍において、金属成分が銀または銀合金側に向かって減少するような濃度勾配を持った銀合金が形成される効果により、格子歪が徐々に緩和されて密着性が向上される。なお、ここで銀または銀合金と前記金属成分で新たに銀合金が形成されても光の反射率を低下させるものではなく、もともと形成されていた銀または銀合金の厚みに加算されて銀合金が形成されたものと考えることができる。
　また、酸化膜を形成するのに余剰となった金属成分は、完全に銀または銀合金中へ拡散させる（この完全に拡散させた場合は、緩衝層５のみが形成される）方が反射率の低下が少ないため望ましく、完全に銀または銀合金層中に拡散させない（この完全に拡散させない場合は、緩衝層と残存層とが両方とも形成される）場合は、酸化膜と残存金属成分層のそれぞれの厚みの合計が０．２μｍ以下であることが望ましい。これよりも厚くなった場合、銀または銀合金の反射率を効果的に活用することが難しくなり、光の反射率が大幅に低下する傾向がある。加熱処理方法は、バッチ処理やインライン等の加熱処理方法を適宜選択することができる。
　また、本発明の実施形態のリードフレームの製造方法は、銀または銀合金からなる層をめっき法により形成することにより、当該銀または銀合金からなる層の厚さを容易に調整することができる。また、他の形成方法としてはクラッド法やスパッタ法があるが、これらの方法では、厚さの制御が難しくかつコストが高くなる。
　また、本発明の実施形態のリードフレームの製造方法は、銀または銀合金からなる層および前記中間層をめっき法により形成することにより、当該銀または銀合金からなる層および中間層の厚さを容易に調整することができる。また、他の形成方法としてはクラッド法やスパッタ法があるが、これらの方法では、厚さの制御が難しくかつコストが高くなる。
　また、本発明の実施形態のリードフレームの製造方法は、前記金属酸化物層を形成するための金属層を、めっき法（湿式のめっき法または蒸着法などの乾式のめっき法）により形成することで、薄く緻密な酸化皮膜を効果的に形成することができる。これは、銀または銀合金からなる層の耐食性を向上させるために重要な手法である。他の方法としては、クラッド法があるが、機械的被覆法であるため、圧延による凹凸の影響で緻密で均一な被覆を得ることが困難であり、かつ０．２μｍ以下という薄い皮膜を安定して形成することはきわめて困難である。
　また、本発明の実施形態の光半導体装置は、光半導体装置用リードフレームの少なくとも光半導体素子が搭載される箇所に前記金属酸化物層が設けられていること（図４や図７に代表的に示したように、前述の通り、部分的に形成すること）により、低コストで効果的に反射率特性を得ることができる。これは、光半導体素子の搭載部にのみ金属酸化物層を形成することで、銀または銀合金からなる層の変質が防止できれば反射率特性に大きく影響を与えないためである。
　ここで、例えば光半導体装置を搭載しない箇所については銀または銀合金からなる層が表面に露出していても良い。この場合、金属酸化物層は銀または銀合金からなる層上に部分的に形成されていてもよく、例えば金属酸化物層を形成するための金属層を、ストライプめっきやスポットめっきなどの部分めっきで形成しても良い。金属酸化物層が部分的に形成されるリードフレームを製造することは、不要となる部分の金属使用量を削減できるので、環境に易しく低コストである光半導体装置とすることができる。なお、銀または銀合金からなる層を表面に露出させると容易に半田濡れ性が確保でき、実装時に有用であるという効果を得ることができる。
　以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
　実施例１として、厚さ０．２ｍｍ、幅５０ｍｍの表１－１、１－２に示す導電性基体に以下に示す前処理を行った後、以下に示すめっき処理を施し、１００～２００℃で１～４８時間、大気雰囲気で恒温槽（エスペック社製）を用いて熱処理を施すことにより、表１－１、１－２に示す構成の発明例１～４８、従来例１、および比較例１～１０のリードフレームを作成した。表中に示した「リフロー」処理を行った場合には、銀層と、銀以外の金属（Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂのいずれか）の層を先にそれぞれめっき液を用いて形成し、これに前記熱処理の前にリフローを施すことで銀合金（Ａｇ－Ｉｎ、Ａｇ－Ｓｎ、Ａｇ－Ｓｂのいずれか）層を形成して、その後に、金属層を設け、さらに前記と同様に加熱処理に付すことで金属酸化物層を形成した。なお、リードフレームは、特に断らない限り、図１に示す第１の実施形態のリードフレームとした。
　緩衝層が元の銀合金層に等しい、つまり、元の銀合金層がそのまま緩衝層となった場合について詳述する。銀合金層を形成せしめ、その上にインジウム等を被覆して、加熱拡散させた場合には、加熱後の「銀合金層」と「緩衝層」が同一である。具体的には、リフローにより銀合金層を配設した場合が該当する。ちなみに、これらの実施例では銀合金層をリフロー形成させた後にインジウム等をごく薄く被覆させ、さらに低温で加熱処理を施したので、激しい拡散は起こらず、被覆したインジウム等がそのまま酸化皮膜となった。
　ここで、表１－１、１－２に示す、中間層厚、銀または銀合金層厚は、平均値（任意の１０点の測定値の算術平均）としての厚さである。各層厚は、蛍光Ｘ線膜厚測定装置（ＳＦＴ９４００：商品名、ＳＩＩ社製）を用いて測定した。
　導電性基体として用いられた材料のうち、「Ｃ１９４００（Ｃｕ－Ｆｅ系合金材料：Ｃｕ－２．３Ｆｅ－０．０３Ｐ－０．１５Ｚｎ）」、「Ｃ５２１００（リン青銅：Ｃｕ－８Ｓｎ－Ｐ）」、および「Ｃ７７０００（洋白：Ｃｕ－１８Ｎｉ－２７Ｚｎ）」は銅合金の基体を表し、Ｃの後の数値はＣＤＡ（Ｃｏｐｐｅｒ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）規格による種類を示す。なお、各元素の前の数値の単位は質量％である。
　また、「Ａ１１００」、「Ａ２０１４」、「Ａ３００３」、および「Ａ５０５２」はアルミニウムまたはアルミニウム合金の基体を表し、それぞれ日本工業規格（ＪＩＳ　Ｈ　４０００：２００６　など）にその成分が規定されている。
　また、「ＳＵＳ３０４」、および「４２アロイ」は鉄系基体を表し、「ＳＵＳ３０４」は日本工業規格（ＪＩＳ　Ｇ　４３０５：２００５）規定のステンレス鋼（Ｆｅ－１８Ｃｒ－８Ｎｉ－０．０６Ｃ）、「４２アロイ」は４２質量％Ｎｉ含有鉄合金を表す。
　前処理としては、導電性基体のうち、銅合金基体、および鉄系基体については、下記電解脱脂、次いで下記酸洗を行った。また、アルミニウム基体およびアルミニウム合金基体については、以下の電解脱脂、酸洗、亜鉛置換を行った。
（前処理条件）
［電解脱脂］
脱脂液：ＮａＯＨ　６０ｇ／リットル
脱脂条件：２．５Ａ／ｄｍ２、温度６０℃、脱脂時間６０秒
［酸洗］
酸洗液：１０％硫酸
酸洗条件：３０秒　浸漬、室温
［亜鉛置換］基体がアルミニウムの時に使用
亜鉛置換液：ＮａＯＨ　５００ｇ／リットル、ＺｎＯ　１００ｇ／リットル、酒石酸（Ｃ４Ｈ６Ｏ６）　１０ｇ／リットル、ＦｅＣｌ２　２ｇ／リットル
処理条件：３０秒　浸漬、室温
　実施例１において使用した各めっきのめっき液組成およびめっき条件を以下に示す。
（めっき条件）
［Ｃｕめっき］
めっき液：ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ　２５０ｇ／リットル、Ｈ２ＳＯ４　５０ｇ／リットル
、ＮａＣｌ　０．１ｇ／リットル
めっき条件：電流密度　６Ａ／ｄｍ２、温度　４０℃
［Ｎｉめっき］
めっき液：Ｎｉ（ＳＯ３ＮＨ２）２・４Ｈ２Ｏ　５００ｇ／リットル、ＮｉＣｌ２　３０ｇ／リットル、Ｈ３ＢＯ３　３０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度　５Ａ／ｄｍ２、温度　５０℃
［Ｃｏめっき］
めっき液：Ｃｏ（ＳＯ３ＮＨ２）２・４Ｈ２Ｏ　５００ｇ／リットル、ＣｏＣｌ２　３０ｇ／リットル、Ｈ３ＢＯ３　３０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度　５Ａ／ｄｍ２、温度　５０℃
［Ａｇめっき]
めっき液：ＡｇＣＮ　５０ｇ／リットル、ＫＣＮ　１００ｇ／リットル、Ｋ２ＣＯ３　３０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度　１Ａ／ｄｍ２、温度　３０℃
［Ａｇ－Ｓｎ合金めっき］（リフローせず）
めっき液：ＫＣＮ　１００ｇ／リットル、ＮａＯＨ　５０ｇ／リットル、ＡｇＣＮ　１０ｇ／リットル、Ｋ２Ｓｎ（ＯＨ）６　８０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度　１Ａ／ｄｍ２、温度　４０℃
［Ａｇ－Ｐｄ合金めっき］（リフローせず）
めっき液：ＫＡｇ［ＣＮ］２　２０ｇ／リットル、ＰｄＣｌ２　２５ｇ／リットル、Ｋ４Ｏ７Ｐ２　６０ｇ／リットル、ＫＳＣＮ　１５０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度　０．５Ａ／ｄｍ２、温度　４０℃
［Ａｇ－Ｉｎ合金めっき］（リフローせず）
めっき液：ＫＣＮ　１００ｇ／リットル、ＮａＯＨ　５０ｇ／リットル、ＡｇＣＮ　１０ｇ／リットル、ＩｎＣｌ３　１～２０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度　２Ａ／ｄｍ２、温度　３０℃
［Ｓｎめっき］
めっき液：ＳｎＳＯ４　８０ｇ／リットル、Ｈ２ＳＯ４　８０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度　２Ａ／ｄｍ２、温度　３０℃
［Ｉｎめっき］
めっき液：ＩｎＣｌ３　４５　ｇ／リットル、ＫＣＮ　１５０ｇ／リットル、ＫＯＨ　３５ｇ／リットル、デキストリン　　３５ｇ／リットル
めっき条件：電流密度　２Ａ／ｄｍ２、温度　２０℃
［Ｓｂめっき］
めっき液：ＫＳｂ（Ｃ４Ｈ２Ｏ６）・１．５Ｈ２Ｏ　１００ｇ／リットル、ＫＮａＣ４Ｈ４Ｏ６・４Ｈ２Ｏ　５０ｇ／リットル、ＫＯＨ　１０ｇ／リットル
めっき条件：電流密度　１Ａ／ｄｍ２、温度　３０℃
　前記Ｓｎめっき、Ｉｎめっき、Ｓｂめっきは、Ａｇめっき後に行い、さらにリフローに付すことでそれぞれＡｇ－Ｓｎ合金、Ａｇ－Ｉｎ合金、Ａｇ－Ｓｂ合金に、合金化した。
（評価方法）
　上記条件により得られた、発明例、比較例、および従来例のリードフレームについて、下記試験および基準により評価を行った。その結果を表２－１、２－２に示す。
（１）反射率測定：分光光度計（Ｕ－４１００（商品名、日立ハイテクノロジーズ社製））において、全反射率を４００ｎｍ～８００ｎｍにかけて連続測定を実施した。このうち、４００ｎｍ、６００ｎｍ、および８００ｎｍにおける反射率（％）を表２－１、２－２に示す。
（２）金属酸化物層の厚さ：ＡＥＳ測定装置（Ｍｏｄｅｌ－６８０（商品名、アルバック・ファイ社製））において、深さ方向分析を実施、スパッタレートを厚さに換算して厚さを算出した。測定された金属酸化物層、残存層、緩衝層の厚さを表１－１、１－２に示す。なお、測定結果から、銀の含有率が８０質量％未満の領域を残存層、８０％質量以上の領域を緩衝層とした。
（３）耐食性：硫化試験（ＪＩＳ　Ｈ８５０２記載）、Ｈ２Ｓ　３ｐｐｍ、２４時間後の腐食状態について、レイティングナンバー（ＲＮ）評価を実施した。結果を表２－１、２－２に示す。なお、ここで、レイティングナンバーが９以上の場合は、光半導体素子（ＬＥＤ素子）を４００００時間点灯しても輝度の低下が数％程度と小さいことを意味する。
（４）硫化試験後の反射率測定：反射率測定：分光光度計（Ｕ－４１００（商品名、日立ハイテクノロジーズ社製））において、全反射率を４００ｎｍ～８００ｎｍにかけて連続測定を実施した。この結果から、耐食性として、６００ｎｍにおいて、硫化試験後の反射率の硫化試験前の反射率に対する比（％）を求めた。結果を表２－１、２－２に示す。
（５）放熱性（熱伝導性）：導電性基材の導電率がＩＡＣＳ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ａｎｎｅａｌｅｄ　Ｃｏｐｐｅｒ　Ｓｔａｎｄａｒｄ）で１０％以上であるものを熱伝導性が高いとして「良」とし、１０％未満であるものを熱伝導性が低いとして「否」とし、表２－１、２－２に示した。これは、導電率と熱伝導性はほぼ比例関係にあり、ＩＡＣＳで１０％以上の導電率があるものは熱伝導性がよく放熱性も高いと判断されるためである。また、導電性基材の導電率が高いと、導電性基材自体の発熱も抑制できて好ましいためである。なお、この項目は参考のために示すものであり、上記（１）～（４）の各項目の評価を満足すれば、（５）の項目の評価を満足しなくとも、そのサンプルは高い放熱性が要求されないような用途を選択することにより実用上問題ない。
　なお、表中に示した加熱後の「銀合金層」と「緩衝層」が同一である場合、すなわち、リフローにより銀合金層を配設した場合については、加熱後の「銀合金層」の欄に層厚などの数値を記入し、緩衝層の欄には「左に同様（銀合金層と同一）」という意味で「←」を記入した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　以下に、各試験例表での緩衝層や残存層の厚さについて説明する。
　発明例４～６、９、１０、３３～３８と比較例２、３、６、８では、インジウムなどの金属からなる金属層で被覆し、加熱処理を施すと、該金属の残存分が銀層の表層側に拡散することによって、緩衝層または残存層が形成された。従って、緩衝層や残存層に含まれる銀の量に応じて、金属層厚≠（金属酸化物層厚＋緩衝層厚＋残存層厚）であった。表には、各層の厚さとして、前記拡散後の厚さを表した。
　発明例２６～３０と比較例４では、銀めっきとその上に設けたインジウムめっき錫めっきなどをリフローに付したことによって、インジウムやスズなどで被覆する前に銀合金層を形成した。この銀合金層では、予めリフロー処理に付したため、銀と他の金属が均一に拡散されていて濃度分布が均一な銀合金であり、前記本発明における緩衝層の定義から表中の緩衝層である。また、最表層の金属層厚は薄いため、全てが加熱後、酸化皮膜となった。そして、表記際の厚さについては拡散後の厚さを表した。
　比較例５では、１μｍのＡｇ－Ｉｎ合金を予めリフロー処理によって形成せしめ、しかもその温度が６００℃と高温であったので、銀合金層中のインジウムの一部が表層側に上がり、濃化した。リフロー後に加熱処理を施したことによって、濃化分が薄い酸化皮膜となったが、十分な耐食性は得られなかった。なお、上記と同様に、表中の厚さは拡散後の厚さで表した。
　比較例６では、「加熱処理なし」なので、インジウムは表層に濃化して残存した。若干、めっき後に銀と拡散し、緩衝層を形成したが、加熱処理を行った他の試験例と比較して、緩衝層の厚さは極めて薄くなった。この比較例６では、熱処理後の拡散後ではないので、最表層にインジウム被覆を行った直後の厚さを表中に示した。
　これらの結果から明らかなように、各発明例は、従来例よりも可視領域の反射率がわずかに低下する場合があるものの要求反射率を満足しており、かつ耐食性試験後の安定性が大変優れていることが分かる。特に銅、銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金上に銀または銀合金からなる層を形成し、その上層に金属酸化物層を設けることで、硫化試験後の反射率もほとんど低下することなく、耐食性に優れたリードフレーム材が得られていることが分かり、これを光半導体装置に適用すれば、大変優れた反射率特性と長期信頼性を示すことは明らかである。なお、発明例１～４８については、波長４００ｎｍ～８００ｎｍの可視光領域の全域において反射率が８０％以上であり、反射率が良好であることが確認された。
　１　導電性基体
　２　銀または銀合金からなる層
　３　金属酸化物層
　４　光半導体素子
　５　緩衝層
　６　中間層
　７　ボンディングワイヤ
　本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。
　本願は、２００９年７月１０日に日本国で特許出願された特願２００９－１６４１３２、および２０１０年６月９日に日本国で特許出願された特願２０１０－１３１６０５に基づく優先権を主張するものであり、これらはいずれもここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。

Claims (17)

  1. 　導電性基体上に銀または銀合金からなる層が形成された光半導体装置用リードフレームであって、前記銀または銀合金からなる層の外層に銀以外の金属の金属酸化物層を有し、該金属酸化物層は無色透明もしくは銀白色を呈し、かつ厚さが０．００１μｍ以上０．２μｍ以下であることを特徴とする、光半導体装置用リードフレーム。
  2. 　前記銀または銀合金からなる層の厚さが０．２μｍ以上５．０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の光半導体装置用リードフレーム。
  3. 　前記金属酸化物層は、錫、インジウム、アンチモンからなる群から選ばれた１つ以上の元素を含有する酸化物からなることを特徴とする、請求項１または２に記載の光半導体装置用リードフレーム。
  4. 　前記銀合金からなる層が、錫、インジウム、アンチモンの群から選ばれた１つ以上の元素を、合計で２０質量％以下含むことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
  5. 　前記銀合金からなる層が、錫、インジウム、アンチモンの群から選ばれた１つ以上の元素を、合計で２０質量％以下含んでなる外層と、錫、インジウム、アンチモンの群から選ばれた１つ以上の元素を、合計で２０質量％未満の量で含んでなる内層との２層からなることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
  6. 　前記導電性基体は、銅、銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる群から選ばれた金属または合金からなることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
  7. 　前記導電性基体と前記銀または銀合金からなる層との間に、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、および銅合金からなる群から選ばれた金属または合金からなる中間層が少なくとも１層形成されていることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
  8. 　請求項１～７のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレームを製造する方法であって、
    　導電性基体上に前記銀または銀合金からなる層を形成する工程と、
    　前記銀または銀合金からなる層の外表面に、銀以外の金属からなる金属層を形成する工程と、
    　１００℃以上でかつ前記銀以外の金属の融点以下の温度において、酸素濃度が１０００ｐｐｍ以上の雰囲気で加熱処理を施すことで、表層に前記銀以外の金属の酸化物からなる金属酸化物層を形成せしめる工程
    とを含むことを特徴とする光半導体装置用リードフレームの製造方法。
  9. 　前記加熱工程において、前記金属酸化物層を形成せしめるとともに、前記金属層の金属であって酸化されなかった残存金属分を前記銀または銀合金からなる層へ拡散させて前記残存金属と銀からなる銀合金の層を形成することを特徴とする、請求項８に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
  10. 　前記金属層の厚さが、０．００１μｍ以上０．３μｍ以下であることを特徴とする、請求項８または９に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
  11. 　前記残存金属と銀からなる銀合金の層が、錫、インジウム、アンチモンの群から選ばれた１つ以上の元素を、合計で２０質量％以下含むことを特徴とする請求項８～１０のいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
  12. 　前記残存金属と銀からなる銀合金の層が、錫、インジウム、アンチモンの群から選ばれた１つ以上の元素を、合計で２０質量％以下の量で含む層と、錫、インジウム、アンチモンの群から選ばれた１つ以上の元素を、合計で２０質量％未満の量で含む層との２層からなることを特徴とする請求項８～１０のいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
  13. 　前記残存金属と銀からなる銀合金の層を、銀めっきと、錫、インジウムおよびアンチモンの群から選ばれた１つ以上の元素のめっきとを、リフローすることで形成することを特徴とする請求項８～１２のいずれか１項に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
  14. 　前記銀または銀合金からなる層をめっき法により形成することを特徴とする、請求項８～１３のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
  15. 　前記導電性基体と前記銀または銀合金からなる層との間に、めっき法により中間層を形成する工程をさらに有することを特徴とする、請求項８～１４のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
  16. 　前記銀以外の金属からなる金属層を形成する工程は、めっき法によることを特徴とする、請求項８～１５のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレームの製造方法。
  17. 　請求項１～７のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレームと、光半導体素子とを備えた光半導体装置であって、前記光半導体装置用リードフレームの少なくとも前記光半導体素子が搭載される箇所に前記金属酸化物層が設けられていることを特徴とする光半導体装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013026427A (ja) * 2011-07-21 2013-02-04 Furukawa Electric Co Ltd:The 光半導体装置用リードフレーム及びその製造方法
JP2013145862A (ja) * 2011-08-26 2013-07-25 Dainippon Printing Co Ltd Ｌｅｄ素子搭載用基板及びその製造方法、並びにｌｅｄ素子搭載用基板を用いた半導体装置
JP2014096430A (ja) * 2012-11-08 2014-05-22 Panasonic Corp Ｌｅｄパッケージ、ｌｅｄ発光素子及びそれらの製造方法
JP2016119464A (ja) * 2014-12-22 2016-06-30 日亜化学工業株式会社 発光装置
US9966513B2 (en) 2013-07-17 2018-05-08 Nichia Corporation Light emitting device having light reflecting member with Ag-containing layer and Au-containing layer

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8737089B2 (en) * 2010-09-27 2014-05-27 Micro Stamping Corporation Lead frames for capacitors
TW201338219A (zh) * 2012-03-12 2013-09-16 Lextar Electronics Corp 發光二極體元件
KR101757786B1 (ko) * 2012-05-18 2017-07-14 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 표면수식 금속산화물 입자재료, 분산액, 실리콘 수지 조성물, 실리콘 수지 복합체, 광반도체 발광 장치, 조명 기구 및 액정 화상 장치
TWI468090B (zh) * 2013-01-15 2015-01-01 Hsin Sun Engineering Co Ltd Method for manufacturing high reflector thermal conductive metal carrier plate and high reflection heat conducting metal carrier plate
US9859481B2 (en) 2014-12-22 2018-01-02 Nichia Corporation Light emitting device
US9590158B2 (en) 2014-12-22 2017-03-07 Nichia Corporation Light emitting device
JP6653139B2 (ja) * 2015-07-24 2020-02-26 株式会社三井ハイテック リードフレーム及びその製造方法
US10622531B2 (en) * 2017-09-28 2020-04-14 Nichia Corporation Light-emitting device
TWI796980B (zh) * 2022-03-28 2023-03-21 新唐科技股份有限公司 半導體材料及包含其之半導體結構

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61148883A (ja) 1984-12-22 1986-07-07 Toshiba Corp 光半導体装置用リ−ドフレ−ム
JP2005129970A (ja) 2005-02-08 2005-05-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置用リードフレーム
JP2008016674A (ja) 2006-07-06 2008-01-24 Matsushita Electric Works Ltd 銀膜、銀膜の製造方法、ｌｅｄ実装用基板、及びｌｅｄ実装用基板の製造方法
JP2008072013A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
JP2008192635A (ja) * 2007-01-31 2008-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光半導体装置、リードフレームおよび光半導体装置の製造方法
JP2009135355A (ja) * 2007-12-03 2009-06-18 Hitachi Cable Precision Co Ltd リードフレーム及びその製造方法並びに受発光装置
JP2009164132A (ja) 2005-02-18 2009-07-23 Panasonic Corp 燃料電池システム
JP2010131605A (ja) 2008-12-02 2010-06-17 Tamura Seisakusho Co Ltd はんだコート形成材料及びはんだコート形成材料の製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5759369A (en) * 1980-09-26 1982-04-09 Hitachi Cable Ltd Conductor coated heat resisting silver
JP2000180848A (ja) * 1998-12-16 2000-06-30 Nippon Sheet Glass Co Ltd 液晶表示素子用基板およびそれを用いた反射型液晶表示素子
CN1237376C (zh) * 2001-04-24 2006-01-18 三井化学株式会社 灯反射器和反射器
JP2004207769A (ja) * 2004-04-16 2004-07-22 Showa Denko Kk 透光性電極およびその作製方法
TWI394300B (zh) * 2007-10-24 2013-04-21 Advanced Optoelectronic Tech 光電元件之封裝結構及其製造方法
US7967476B2 (en) * 2007-07-04 2011-06-28 Nichia Corporation Light emitting device including protective glass film
EP2232595A4 (en) * 2007-12-24 2011-06-22 Samsung Led Co Ltd LEUCHTDIODENKAPSELUNG

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61148883A (ja) 1984-12-22 1986-07-07 Toshiba Corp 光半導体装置用リ−ドフレ−ム
JP2005129970A (ja) 2005-02-08 2005-05-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置用リードフレーム
JP2009164132A (ja) 2005-02-18 2009-07-23 Panasonic Corp 燃料電池システム
JP2008016674A (ja) 2006-07-06 2008-01-24 Matsushita Electric Works Ltd 銀膜、銀膜の製造方法、ｌｅｄ実装用基板、及びｌｅｄ実装用基板の製造方法
JP2008072013A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
JP2008192635A (ja) * 2007-01-31 2008-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光半導体装置、リードフレームおよび光半導体装置の製造方法
JP2009135355A (ja) * 2007-12-03 2009-06-18 Hitachi Cable Precision Co Ltd リードフレーム及びその製造方法並びに受発光装置
JP2010131605A (ja) 2008-12-02 2010-06-17 Tamura Seisakusho Co Ltd はんだコート形成材料及びはんだコート形成材料の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2453491A4

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013026427A (ja) * 2011-07-21 2013-02-04 Furukawa Electric Co Ltd:The 光半導体装置用リードフレーム及びその製造方法
JP2013145862A (ja) * 2011-08-26 2013-07-25 Dainippon Printing Co Ltd Ｌｅｄ素子搭載用基板及びその製造方法、並びにｌｅｄ素子搭載用基板を用いた半導体装置
JP2014096430A (ja) * 2012-11-08 2014-05-22 Panasonic Corp Ｌｅｄパッケージ、ｌｅｄ発光素子及びそれらの製造方法
US9966513B2 (en) 2013-07-17 2018-05-08 Nichia Corporation Light emitting device having light reflecting member with Ag-containing layer and Au-containing layer
US10263166B2 (en) 2013-07-17 2019-04-16 Nichia Corporation Light emitting device
JP2016119464A (ja) * 2014-12-22 2016-06-30 日亜化学工業株式会社 発光装置

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Publication number Publication date
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